铁及铁的化合物复习

铁 及 铁 的 化 合 物 复 习 全 局 性 掌 控 全 局 性 掌 控 本节的重点知识有铁的性质、铁的氧化物、氢氧化物、铁盐的性质等主要考查铁及其化合物的转化关系，Fe2、Fe3的还原性、氧化性，Fe3和Fe2的检验，Fe(OH)3胶体、Fe(OH)2的制备也是常考的内容预测2012年高考还会以铁及铁的化合物为载体，对基本概念、基本理论进行考查同时铁的腐蚀、饮用水的净化等与生产、生活联系密切的内容，也是今后高考的趋势 选 项 式 诊 断诊 断 判 断 正 误 ， 在 诊 断 一 栏 内 打 “”或 “ ”1.磁 性 氧 化 铁 溶 于 盐 酸 的 离 子 方 程 式 为 Fe3O48H = 3Fe3 4H2O(2010全国卷 T8B)2.铁 粉 加 入 稀 H2SO4中的离子方程式为2Fe 6H = 2Fe3 3H2 (2010全国卷 T8A)3.将 NO2通 入 FeSO4溶 液 中 无 明 显 现 象 (2010上海高 考T 13A)4.铁 遇 冷 浓 硝 酸 表 面 钝 化 ， 可 保 护 内 部 不 被 腐 蚀 (2010北京高考T6B)5.钢 管 与 铜 管 露 天 堆 放 在 一 起 ， 钢 管 不 易 被 腐 蚀 (2010北京高考T6C) 【 课 前 热 身 】1. 写 出 下 列 化 学 反 应 的 方 程 式 (1) Fe粉 与 硫 粉 混 合 后 共 热 (2) Fe与 稀 硫 酸 反 应 (3) Fe丝 在 Cl2中 燃 烧 (4) Fe与 稀 HNO 3反 应 (5) Fe与 水 蒸 气 在 高 温 下 反 应 Fe2O 32 与 H2O 的 反 应 .考 点 一 :铁 及 其 化 合 物 的 性 质 3 与 酸 的 反 应(1)与 非 氧 化 性 酸 (如 稀 硫 酸 )： .(2)氧 化 性 酸 稀 硝 酸Fe过 量 ： 3Fe 8HNO 3 = 3Fe(NO 3)2 2NO 4H2O . 浓 硝 酸 ： 常 温 下 浓 硫 酸 ： 常 温 下 Fe 4HNO 3 = Fe(NO 3)3 NO 2H2O钝 化钝 化 Fe 2H =Fe2 H2HNO 3过 量 ：4 与 盐 溶 液 的 反 应(1)与 CuSO 4溶 液 ： .(2)与 FeCl3溶 液 ： .Fe Cu2 = Fe2 CuFe 2Fe3 = 3Fe2 1 能 否 用 铁 制 容 器 盛 放 热 的 浓 H2SO 4?提 示 ： 不 能 ， 铁 与 热 浓 H2SO 4反 应 3 向 盛 有 FeCl 3溶 液 的 烧 杯 中 同 时 加 入 铁 粉 和 铜 粉 ， 反 应 结 束 后 ， 下 列 结 果 不可 能 出 现 的 是 ( )A 烧 杯 中 有 铜 无 铁 B 烧 杯 中 有 铁 无 铜C 烧 杯 中 铁 、 铜 都 有 D 烧 杯 中 铁 、 铜 均 无B2.下 列 反 应 后 一 定 有 3价 铁 生 成 的 是 ( ) 过 量 的 Fe与 Cl2反 应 Fe与 过 量 稀 H2SO 4反 应 后 ， 再 向 其 中加 KNO 3 Fe(NO 3)2溶 液 中 加 少 量 盐 酸 把 Fe和 Fe2O 3的 混合 物 溶 于 盐 酸 中A 只 有 B 只 有 C 只 有 D 全 部 C 名 称俗 称化学式色 态化合价水溶性类 型氧化亚铁氧化铁四氧化三铁与酸与还原剂铁 红磁性氧化铁FeO 32OFe 43OFe黑色粉末红棕色粉末黑色晶体+2 +3 +2，+3不 溶不 溶不 溶碱性氧化物都能与酸反应。如OHFeHOFe 2332 326 都能被还原。如232 323 COFeCOOFe 高温 二 、 铁 的 氧 化 物共性 全 局 性 掌 控 1 在 稀 硫 酸 中 加 入 铜 粉 ， 铜 粉 不 溶 ， 再 加 入 下 列 物质 ： FeCl3 Fe2O3 Cu(NO3)2 KNO3， 铜 粉溶 解 的 是 ( )A 只 有 或 B 只 有 或 C 只 有 或 或 D 上 述 四 种 物 质 中 任 意 一 种 2 下 列 有 关 铁 及 其 化 合 物 的 说 法 中 正 确 的 是 ( )A 赤 铁 矿 的 主 要 成 分 是 Fe3O 4B 铁 与 水 蒸 气 在 高 温 下 的 反 应 产 物 为 Fe2O 3和 H2C 除 去 FeCl 2溶 液 中 的 FeCl3杂 质 可 以 向 溶 液 中 加 入铁 粉 ， 然 后 过 滤D Fe3 与 KSCN溶 液 产 生 红 色 沉 淀 【 课 前 热 身 】D C 三 、 铁 的 氢 氧 化 物化 学 式 Fe(OH)2 Fe(OH)3色 态与 盐 酸 反应 Fe(OH)3 3H = Fe3 3H2O受 热分 解 白 色 固 体 红 褐 色 固 体Fe(O H)2 2H = Fe2 2H2O 化 学 式 Fe(OH)2 Fe(OH)3制 法 可 溶 性 亚 铁 盐 与 碱 反 应 可 溶 性 铁 盐 与 碱 反 应二 者 的 关系 空 气 中 ， Fe(OH)2能 够 非 常 迅 速 地 被 氧 气 氧 化 成 Fe(OH)3， 现 象 是 迅 速 变 成 色 ， 最 后 变 成 色 ， 化 学 方 程 式 为Fe2 2O H = Fe(O H)2 Fe3 3O H = Fe(O H)3白 色 沉 淀 灰 绿 红 褐4Fe(O H) 2 O 2 2H2O = 4Fe(O H)3 4 制 备 Fe(O H)2时 ， 采 取 哪 些 措 施 可 防 止 Fe(O H)2被 氧 化 ？提 示 ： 配 制 溶 液 的 蒸 馏 水 加 热 煮 沸 ， 除 去 O 2. 长 胶 头 滴 管 伸 入 到 液 面 以 下 加 入 液 体 溶 液 表 面 覆 盖 植 物 油 (或 苯 )， 以 隔 绝 空 气 实 验 创 新 方 案 ： 装 置 如 图 8 1所 示 。 在 试 管 中 加 入 适 量 的 5% FeSO 4溶 液 ， 并 覆盖 一 层 苯 ， 再 用 长 滴 管 注 入 不 含 O 2的 1 mol L1NaO H溶 液 。 由 于 苯 的 液 封 作 用 ， 防 止 生 成 的Fe(O H) 2被 氧 化 ， 因 而 可 较 长 时 间 观 察 到 白 色Fe(O H) 2沉 淀 。 要 点 探 究 方 案 ： 装 置 如 图 8 2所 示 。实 验 时 ， 先 打 开 活 塞 K， 再 将 分 液 漏 斗 的 旋 塞 打 开 ， 稀 H2SO 4与 铁 粉 作 用 ， 用 产 生 的 H2排 出 装 置 中 的 空 气 ； 然 后 关 闭 K， 使生 成 的 H2将 试 管 中 的 FeSO 4溶 液 压 入 NaO H溶 液 中 ， 则 可 较 长时 间 观 察 到 生 成 的 白 色 Fe(O H)2沉 淀 。 若 拔 去 广 口 瓶 上 的 橡 皮塞 ， 则 白 色 沉 淀 迅 速 变 成 灰 绿 色 ， 最 后 变 成 红 褐 色 。 1 (2011西 安 名 校 二 模 )下 列 有 关 铁 元 素 的 叙 述 中 正 确 的 是 ( )A Fe(O H)2易 被 氧 化 成 Fe(O H)3， 说 明 稳 定 性 ： Fe(O H)2Fe(O H)3B 铁 是 较 活 泼 的 金 属 ， 它 与 卤 素 (X2)反 应 的 生 成 物 均 为FeX3C 氢 氧 化 铁 与 氢 碘 酸 反 应 ： Fe(O H)3 3HI = FeI33H 2OD 铁 元 素 位 于 周 期 表 的 第 4周 期 第 B族 A 试 一 试 ,我 行 : 2. 能 正 确 表 示 下 列 反 应 的 离 子 方 程 式 是 ( )A 将 氧 化 亚 铁 溶 于 稀 硝 酸 ： FeO 2H =Fe2 H2OB 氢 氧 化 铁 溶 于 过 量 的 氢 碘 酸 ： Fe(O H)3 3H =Fe3 3H2OC 将 磁 性 氧 化 铁 溶 于 盐 酸 ： Fe3O 4 8H =Fe2 2Fe3 4H2OD FeCl 3溶 液 与 KSCN溶 液 混 合 ： Fe3 3SCN =Fe(SCN)3 C 考 点 二 :“ 铁 三 角 ” 及 其 应 用1.转 化 关 系 : 1 Fe Fe2 例 如 ： Fe CuSO 4 = Cu FeSO 4； Fe 2FeCl3 = 3FeCl2； Fe 2H = Fe2 H2.6 Fe 3 Fe2 例 如 ： 2Fe3 S2 = 2Fe2 S； 2Fe3 Cu = 2Fe2 Cu2 ； 2Fe3 Fe = 3Fe2 ； 2Fe3 2I = 2Fe2 I2. 转化关系 1) 溶 液 的 颜 色含 有 Fe2 的 溶 液 显 浅 绿 色含 有 Fe3 的 溶 液 显 黄 色2 Fe2 和 Fe3 的 检 验 :2) 用 KSCN溶 液 和 氯 水(1)流 程 ：(2)有 关 反 应 ： Fe 3 3SCN = Fe(SCN)3(红 色 )2Fe2 Cl2 = 2Fe3 2Cl 3) 用 NaO H溶 液(1)流 程 ：(2)有 关 反 应 ： Fe3 3O H = Fe(O H)3(红 褐 色 )Fe2 2O H = Fe(O H)2(白 色 沉 淀 )4Fe(O H) 2 O 2 2H2O = 4Fe(O H)3 1 下 列 离 子 的 检 验 方 法 合 理 的 是 ( )A 向 某 溶 液 中 滴 入 KSCN溶 液 呈 红 色 ， 说 明 不 含 Fe2B 向 某 溶 液 中 通 入 Cl2， 然 后 再 加 入 KSCN溶 液 变 红 色 ，说 明 原 溶 液 中 含 有 Fe2C 向 某 溶 液 中 加 入 NaO H溶 液 ， 得 红 褐 色 沉 淀 ， 说 明溶 液 中 含 有 Fe3D 向 某 溶 液 中 加 入 NaO H溶 液 得 白 色 沉 淀 ， 又 观 察 到颜 色 逐 渐 变 为 红 褐 色 ， 说 明 该 溶 液 中 只 含 有 Fe 2 ，不 含 有 Mg2 试 一 试 ,我 行 : C 2. 要 证 明 某 溶 液 中 不 含 Fe3 ， 而 可 能 含 有 Fe2 ， 进 行 如 下 实验 操 作 时 最 佳 顺 序 为 ( ) 加 入 足 量 氯 水 加 入 足 量 酸 性 KMnO 4溶 液 加 入 少 量KSCN溶 液A B C D C3.(2010福 建 福 州 期 末 )某 学 生 设 计 了 如 图 的 方 法 对 X盐 进 行 鉴 定：由 此 分 析 ， 下 列 结 论 中 正 确 的 是 ( ) A. X中 一 定 有 Fe3 B. Z中 一 定 有 Fe3 C. Y为 AgI沉 淀 D. X一 定 为 FeBr 2溶 液B 4 (2011德 州 阶 段 性 练 习 )在 含 有 FeCl3和 BaCl2的 酸 性 溶 液中 ， 通 入 足 量 的 SO 2后 有 白 色 沉 淀 生 成 ， 过 滤 后 ， 向 溶液 中 滴 加 KSCN溶 液 ， 无 明 显 现 象 ， 下 列 叙 述 不 正 确 的是 ( )A 白 色 沉 淀 是 BaSO 4和 BaSO 3B 溶 液 的 酸 性 增 强C 白 色 沉 淀 是 BaSO 4D FeCl 3全 部 被 还 原 为 FeCl2 A 5.现 有 浓 度 分 别 为 1 mol/L的 FeCl3、 FeCl2、 CuCl2,混合 溶 液 100 mL， 加 入 一 定 量 的 铁 粉 ， 按 下 列 情 况 填 空 :(1)充 分 反 应 后 ， 如 果 溶 液 中 还 有 一 定 量 的 Cu2 ， 则溶 液 中 一 定 含 有 的 金 属 离 子 有 ， 该 离 子 在 溶 液中 的 物 质 的 量 范 围 为 ， 可 能 含 有 的 金 属 或 金 属离 子 为 。(2)反 应 完 毕 后 ， 铁 粉 有 剩 余 ， 溶 液 中 一 定 含 有 的 金 属离 子 为 ， 为 mol， 一 定 没 有 的金 属 离 子 为 。 6. A、 B、 C三 种 化 合 物 均 由 X、 Y两 种 元 素 组 成 ， 均 能 与 某 溶 液E反 应 ； 与 同 一 种 单 质 G在 相 同 的 条 件 下 反 应 均 能 生 成 单 质 Y和化 合 物 H， 且 此 类 反 应 在 工 业 生 产 中 具 有 重 要 意 义 ， 反 应 关 系如 图 8 5所 示 。(1)A的 化 学 式 _。(2)写 出 B与 E反 应 的 离 子 方 程 式_。(3)写 出 D到 F的 离 子 方 程 式_。 (4)写 出 C与 G反 应 的 化 学 方 程 式_。 考 点 三 :铁 及 铁 的 化 合 物 探 究 实 验对打印机墨粉中铁元素的研究 代 用 粉 （ 假 粉 ） ， 多 采 用 做 原料 ， 常 含 有 多 环 芳 烃 系 列 及 二 甲 基 硝胺 等 ， 这 些 物 质 在 150-200 易 被 氧 化成 气 体 挥 发 到 空 气 中 ， 产 生 致 癌 物 质 ，引 起 肝 肾 损 伤 而 导 致 死 亡 。 炭 黑Fe3O4 验 证 墨 粉 中 含 有 Fe3O4设 计 验 证 方 案1 写 出 物 质 转 化 关 系23 完 成 离 子 方 程 式 过 滤 试 管 1：KSCN溶 液 溶 液 呈 红 色试 管 2：KMnO4溶 液 溶 液 褪 色设 计 验 证 方 案1 验 证 墨 粉 中 含 有 Fe3O4请 写 出 上 述 流 程 中 的 物 质 转 化 关 系25Fe2+MnO4+8H+5Fe3+Mn2+4H2O 3 完 成 离 子 方 程 式已 知 酸 性 KMnO4与 Fe2+反 应 生 成 Mn2+，写 出 并 配 平 该 反 应 的 离 子 方 程 式 。 酸稀 H2SO4溶 解取 适 量 墨 粉 滤 液 测 定 墨 粉 中 Fe3O4的 含 量设 计 测 定 方 案1 写 出 物 质 转 化 关 系23 完 成 离 子 方 程 式 称 量 一 定质 量 墨 粉(含 Fe3O4)设 计 测 定 方 案1 测 定 墨 粉 中 Fe3O4的 含 量还 原 剂(CO、 H2、 C)高 温 含 铁 的混 合 物称 量冷 却 热 还 原 法差 量 法Fe3O4 +3CO 高 温 3Fe 3CO2+m1 m2 mm1m2232 168 64m(Fe3O4) 请 写 出 步 骤 的离 子 方 程 式称 量 一 定质 量 墨 粉(含 Fe3O4)稀 H2SO4溶 解过 滤 滤 液(含 Fe3+ Fe2+ )Fe(OH)3沉 淀设 计 测 定 方 案1 含 Fe3+溶 液NaOH溶 液 Fe2O3过 滤洗 涤 灼 烧Fe(OH)3固 体 沉 淀 法 称 量测 定 墨 粉 中 Fe3O4的 含 量氧 化 剂冷 却H2O2溶 液Fe3O4 Fe2O32131守 恒 法 称 量 一 定质 量 墨 粉(含 Fe3O4)稀 H2SO4溶 解过 滤 滤 液(含 Fe3+ Fe2+ )含 Fe3+溶 液设 计 测 定 方 案1 KI溶 液含 Fe2+溶 液如 何 确 定 反应 完 全 了 ？ 如 何 定 量 ？测 定 墨 粉 中 Fe3O4的 含 量氧 化 剂适 量 酸 性KMnO4溶 液 (1)试 剂 是 ， 加 入 试 剂 的 目 的 是 ， 步 骤 具 体 操 作 方 法 ； (2)写 出 步 骤 所 涉 及 的 化 学 反 应 的 离 子 方 程 式 ； (3)试 剂 是 ， 加 入 试 剂 的 目 的 是 ，步 骤 实 验 现 象 是 ； (4)在 整 个 实 验 过 程 中 需 要 记 录 数 据 ， 可 以 计算 出 墨 粉 中 四 氧 化 三 铁 的 含 量 。 (1)试 剂 是 ， 加 入 试 剂 的 目的 是 ， 步 骤 具 体 操 作 方 法 是 ； (2)写 出 步 骤 所 涉 及 的 化 学 反 应 的 离 子 方 程 式 ； (3)试 剂 是 ， 加 入 试 剂 的 目 的 是 ， 步 骤 实 验 现 象 是 ； (4)在 整 个 测 定 流 程 中 需 要 记 录 数 据可 以 计 算 出 墨 粉 中 四 氧 化 三 铁 的 含 量 。KMnO4(H+)溶 液 使 Fe2+ 恰 好 完 全 氧 化用 KMnO4(H+)溶 液 滴 定 ， 至 溶 液 刚 好 变 红 为 止 2Fe3+2I-2Fe2+I2 淀 粉 溶 液 作 指 示 剂 用 Na2S2O3滴 定 ， 至 溶 液 蓝 色 刚 好 消 失 ，停 留 半 分 钟 不 恢 复 原 色 ， 停 止 滴 定V (Na2S2O3) 取 一 定质 量 墨 粉(含 Fe3O4)稀 H2SO4溶 解过 滤 滤 液(含 Fe3+ Fe2+ )含 Fe3+溶 液适 量 酸 性KMnO4溶 液设 计 验 证 方 案1 滴 定KI溶 液含 Fe2+溶 液 氧 化 还 原 滴 定 法测 定 墨 粉 中 Fe3O4的 含 量含 I2的 溶 液淀 粉 / Na2S2O3溶 液 含 I-的 溶 液 热 还 原 法沉 淀 法气 体 法滴 定 法 实战演练钛 铁 矿 渣 硫 酸 处 理后 的 矿 物 滤 液 剩 余 铁 粉滤 液 A:FeSO 4 7 H2 O滤 液 浓 硫 酸 水 铁 粉过 滤 过 滤 过 滤控 温二 氧 化 钛 水 合 二 氧 化 钛煅 烧 过 滤 调 节 pH为 0 .5加 热 （ 2） 向 滤 液 I中 加 入 铁 粉 ， 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ：_、 _。 （ 4） A可 用 于 生 产 红 色 颜 料 （ Fe2O3） ,其 方 法 是 ： 将 556a kgA（ 摩 尔 质 量 为 278 g/mol） 溶 于 水 中 ， 加 入 适 量 氢 氧 化 钠 溶 液 恰好 完 全 反 应 ， 鼓 入 足 量 空 气 搅 拌 ， 产 生 红 褐 色 胶 体 ； 再 向 红 褐 色胶 体 中 加 入 3336b kg A和 112c kg铁 粉 ， 鼓 入 足 量 空 气 搅 拌 ， 反应 完 成 后 ， 有 大 量 Fe2O3附 着 在 胶 体 粒 子 上 以 沉 淀 形 式 析 出 ； 过 滤后 ， 沉 淀 经 高 温 灼 烧 得 红 色 颜 料 。 若 所 得 滤 液 中 溶 质 只 有 硫 酸 钠和 硫 酸 铁 ， 则 理 论 上 可 生 产 红 色 颜 料 _kg。钛 铁 矿 渣 硫 酸 处 理后 的 矿 物 滤 液 剩 余 铁 粉滤 液 A:FeSO4 7 H2 O滤 液 浓 硫 酸 水 铁 粉过 滤 过 滤 过 滤控 温二 氧 化 钛 水 合 二 氧 化 钛煅 烧 过 滤 调 节 pH为 0 .5加 热2Fe3 +Fe=3Fe2 Fe+2H =Fe2 +H2160a+320b+160c Zn Al 等（ 强 氧 化 剂 ）FeFe2+ Fe3+ Cu2+ H+ S I2 等（ 弱 氧 化 剂 ） Cl2 HNO3 H2SO4(浓 )等ZnFe Cu S2- I- 等Cl2 O2HNO3H2O2 KMnO4(H+)Al 等（ 强 氧 化 剂 ）（ 还 原 剂 ） OH _Fe(OH)3 Fe(OH)2 OH _ O2+H2OH+ H+FeO 42ClO_ Fe3O4 FeO Fe2O3 CO /C /H2/Al H+O2O2CO /C /H2/AlO2 O2CO /C /H2 CO C H2 Al H2O(g)H+ SCN _ Fe(SCN)3 O2H+ 苯 酚 显 色 反 应 Fe3O4 Fe3+2Fe3+ 2 I- 2Fe2+ l2I2 2S2O32 2I S4O62 13 Fe3O4 2S2O32 23 关 系 式 法 Fe3O4+8H+2Fe3+Fe2+ H2O Fe3+3SCNFe(SCN)3 5Fe2+MnO4+8H+5Fe3+Mn2+4H2O 验 证 墨 粉 中 含 有 Fe3O4？3 完 成 离 子 方 程 式 2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O 2Fe2+Cl22Fe3+2 Cl- Fe3+3OH-Fe(OH)3 2Fe3+ 2 I- 2Fe2+ l2 I2 2S2O32 2I S4O62